Kwantumgetalle en hul fisiese betekenis

Baie dinge in die kwantummeganika is verstand te bowe, veel lyk fantasties. Dieselfde geld vir die kwantumgetalle, die aard van wat misterieus vandag. Die artikel beskryf die konsep, tipes en algemene beginsels van die werk met hulle.

algemene kenmerke

Hele of halwe heelgetal kwantumgetalle in die fisiese hoeveelhede bepaal elke moontlike diskrete waardes wat kenmerkend is die quantum stelsel (molekule, atoom, kern) en die elementêre deeltjies. Die gebruik daarvan is nou gekoppel aan die bestaan van 'n konstante Planck se. Diskrete, wat in mikrokosmos prosesse na te dink die kwantumgetalle en hul fisiese betekenis. Hulle was die eerste keer aan die patrone van atoomspektra beskryf. Maar die fisiese betekenis en diskrete individuele waardes is geopenbaar net in kwantummeganika.
Stel dat uitvoerig omskryf die toestand van die stelsel is volledig genoem. Alle state is verantwoordelik vir die moontlike waardes van hierdie stel 'n volledige stelsel van state te vorm. Die kwantumgetalle in chemie met die grade van vryheid van 'n elektron bepaal sy drie-dimensionele posisie en die interne grade van vryheid - spin.

Konfigurasies van elektrone en atome

In atoom geposisioneer kern en elektrone, wat optree tussen elektrostatiese natuur dwing. Die energie sal toeneem as die afstand af tussen die kern en die elektron. Daar word geglo dat die potensiële energie is gelyk aan nul as dit is verwyder van die kern is oneindig. Hierdie toedrag word gebruik as die verwysing. So is dit bepaal die relatiewe energie van elektron.

Elektron skil is die stel van energie vlakke. Wat deel uitmaak van een van hulle dit uitgedruk in die skoolhoof kwantumgetal n.

top aantal

Dit verwys na 'n spesifieke energie vlak met 'n stel van orbitale wat soortgelyke waardes wat bestaan uit het natuurlike getalle: n = 1, 2, 3, 4, 5 ... Wanneer 'n elektron beweeg van die een stadium na die ander wissel die skoolhoof kwantumgetal. Hou in gedagte dat nie al die vlakke gevul met elektrone. Wanneer vul die dop van 'n atoom, die implementering van die beginsel van minimum energie. Sy toestand in hierdie geval staan bekend as die unexcited of grondtoestand.

orbitaal aantal

In elke vlak is daar orbitale. Diegene wat 'n soortgelyke energie vorm die sub-laag. Hierdie opdrag word uitgevoer deur middel van die baan (of soos dit genoem word - kant) van die kwantumgetal l, wat die heelgetalwaardes neem van nul tot N - 1. Aangesien die elektron met 'n skoolhoof en orbitaal kwantumgetal n, en l kan wees van l = 0 en eindig met l = n - 1.

Dit toon die karakter van die beweging en die ooreenstemmende sub energie vlak. Wanneer l = 0 en alle waardes van n, sal die elektronwolk n sferiese vorm het. Sy radius is direk eweredig aan n. Wanneer l = 1 elektron wolk die vorm van die oneindigheid of agt sal neem. L Hoe hoër die waarde, sal die vorm moeiliker geword, en die elektron energie - groei.

magnetiese aantal

Ml is 'n projeksie van die baan (kant) van die hoekmomentum op 'n bepaalde magneetveld rigting. Dit wys die ruimtelike oriëntasie van die orbitale waarin die aantal l gelyk. Ml kan verskillende waardes 2l + 1 van l tot + l.
Ander magnetiese kwantumgetal genoem spin - Me, wat is die intrinsieke hoekmomentum van die beweging. Om te verstaan hierdie, een kan dink die rotasie van die elektron as 't ware op sy eie as. Me mag wees -1/2, +1/2, 1.
Oor die algemeen, vir enige absolute waarde van die elektron spin s = 1/2, en me is sy projeksie op die as.

Pauli beginsel in 'n atoom kan nie twee elektrone met 4 soortgelyke kwantumgetalle. Ten minste een van hulle moet anders wees.
Reël samestelling formules atome.

1. Die beginsel van minimum energie. Volgens hom is die eerste vul vlakke en sub-vlakke wat nader aan die kern is, volgens die reëls Klechkovskii.
2. Die posisie aandui lid as versprei elektrone by die energie vlakke en subvlakke:

• aantal ooreenstem met die aantal van die atoom en sy beheer van elektrone;
• periodieke aantal ooreenstem met die aantal energievlakke;
• groepnommer ooreenstem met die aantal valenselektrone in die atoom;
• subgroep toon die verspreiding daarvan.

Elementêre deeltjies en kerne

Die kwantumgetalle in die fisika van elementêre deeltjies is hul interne eienskappe, wat die interaksies en transformasies patrone te bepaal. Behalwe spin s, hierdie elektriese lading Q, wat al elementêre deeltjies is nul of 'n heelgetal, positief of negatief, baryon B (in 'n deeltjie - 'n nul of 'n mens in antideeltjies - nul of minus een); lepton aanklagte waar Le en Lm nul, eenheid, en in antideeltjies - nul en minus een; isotoop met spin heelgetal of half-heelgetal; vreemdheid S en ander. Al hierdie kwantumgetalle van toepassing op beide elementêre deeltjies en aan atoomkerne.
In breë trekke het, is dit genoem fisiese hoeveelhede wat die beweging van die deeltjie of stelsel bepaal en gestoor word. Dit is egter nie nodig dat hulle behoort aan die diskrete spektrum van alle moontlike waardes.